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傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)冗余操縱的舵面分配策略和飛行轉(zhuǎn)換路徑分析

馬存旺; 文嘉瑜; 宋彥國 中國航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院彩虹無人機(jī)科技有限公司; 北京100074; 南京航空航天大學(xué)直升機(jī)旋翼動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 南京210016

摘要：傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的不同舵面存在冗余操縱,而冗余舵面的分配策略和飛行轉(zhuǎn)換路徑對其控制重構(gòu)具有重要的意義。對建立的小型無人傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)全量非線性飛行動(dòng)力學(xué)模型在不同飛行模式下的進(jìn)行配平計(jì)算、模型線化后,求出單位操縱面位移所引起的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航力矩的改變量,即考察傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)各操縱面的操縱功效,并對其結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析,以確定傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的冗余舵面控制重構(gòu)能力;確定各飛行模式下傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的操縱方式,給出舵面分配策略的權(quán)重系數(shù)矩陣;在此基礎(chǔ)上,提出三種不同的全模式飛行轉(zhuǎn)換路徑方案,并分別計(jì)算三種方案下傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行速度與前傾角、姿態(tài)角及操縱量的關(guān)系。結(jié)果表明:三種方案都能實(shí)現(xiàn)對飛行器的合理操縱,表明傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的冗余舵面控制重構(gòu)是可以實(shí)現(xiàn)的。

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